人工智能 (AI) 的快速发展和数字服务的普及导致数据中心需求大幅增长，预计到 2027 年，相关投资将达到 1 万亿美元，这将对美国的电力消耗产生影响。这种增长轨迹在体现技术进步的同时，也带来了能源消耗和环境影响方面的重大挑战。
据一家大型投资银行称，数据中心未来可能占美国电力需求的 9%。即使在近期人工智能热潮兴起之前，对数据和数字服务的日益依赖，以及工业回流或制造业活动的兴起，也一直在推动这一增长。应对这一复杂局面通常需要数据中心和公用事业公司之间的密切合作。
数据中心增长的驱动因素
即使人工智能的耗电量低于最初的预期，数据中心的能耗仍可能继续上升，原因如下：
- 互联网使用量、流媒体、云计算和物联网设备的不断增长正在推动全球数据需求。企业正在将业务迁移到云端，需要更强大的计算能力和存储空间。
- 人工智能应用正在医疗保健、金融和物流等行业蓬勃发展。尽管效率有所提升，但日益增多的人工智能驱动流程仍然会增加整体能耗。
- 随着边缘计算需求的不断增长，越来越多的数据中心被建在靠近终端用户的地方，以减少自动驾驶汽车、智慧城市和工业自动化等实时应用的延迟。这些规模较小的边缘数据中心共同增加了整体能耗。
- 5G 和物联网可以产生海量数据，对全球数据中心的存储、计算能力、服务器、冷却基础设施和电力供应提出了更高的要求。
- 对冷却系统、网络硬件和冗余系统日益增长的需求仍然会消耗大量能源。液体冷却和先进的冷却方法虽然有所帮助，但也需要电力。
可持续增长战略
为了有效应对数据中心日益增长的能源需求，利益相关者应考虑以下三个关键因素：
1. 实现净零排放目标需要公用事业公司实现能源来源多元化：
天然气可以为数据中心提供充足的电力，但也应考虑电池储能、地热发电和燃料电池等替代方案。这些技术可以成为通向长期电网解决方案的桥梁，将模块化需求与分布式发电相结合，这对于可持续性和稳定的电力供应至关重要。
核电也可能成为美国未来能源的重要组成部分，因为它具有可靠性、低碳排放和可扩展性。随着数据中心和人工智能驱动的电力需求持续激增，核能——尤其是通过小型模块化反应堆 (SMR) 和下一代反应堆——可以帮助满足这些需求，而不会加剧气候挑战或加重电网负担。
2. 增强数据中心基础设施：
数据中心的建设速度超过了提供新电力基础设施的能力。为了解决这个问题，公用事业公司和数据中心应该简化彼此之间的互动。企业不再坐等公用事业公司解决供应侧挑战，而是正在探索需求侧解决方案，例如现场发电和迁移至电力供应充足的地区。协同规划和敏捷的基础设施建设对于电力输送与数据中心的快速建设相协调至关重要。通过建立合作关系并积极主动地与利益相关者沟通，公用事业公司可以更好地满足人工智能时代不断增长的能源需求。
3. 规划与预测：
专家警告称，潜在的人工智能泡沫和数据中心的过度建设是不可或缺的。综合资源规划和动态预测对于管理需求波动至关重要。公用事业公司应仔细评估技术和工业客户，以避免不必要的成本。
利用技术和建立合作关系有助于使数据中心的增长与实际需求保持一致。
数据中心的不断扩张
除了电力消耗之外，数据中心还对创造就业机会和经济增长做出了巨大贡献。普华永道的一项研究发现，数据中心每创造一个直接就业岗位，就能带来六倍的间接或衍生就业岗位。将数据中心与更大的工业基础相结合，可以满足当前的市场需求，并打造强大的经济枢纽。数据中心还可以帮助缓解电网拥堵，并随着时间的推移成为负载平衡的资产。
尽管数据中心客户可能不愿调整IT容量，但在高峰季节实现负载灵活性是可能的。这需要结合工程、运营和商业解决方案，例如数据中心虚拟化、利用备用发电机以及制定激励性市场参与合同。
公用事业公司在管理当前需求和吸引新的数据中心客户时，应把握机遇和风险。他们应该利用技术行业的规模和能力，并评估五个关键领域：综合资源规划、资本项目交付、客户管理和业务合作、外部利益相关者参与以及清洁能源转型和报告。
综合资源规划涉及动态预测和平衡，以应对需求波动。资本项目交付侧重于改善资本组合，并扩展发电或输电以及配电资产。
客户管理需要将参与度发展为业务合作伙伴关系，以进行长期规划；而外部利益相关者的参与则旨在提高电网的可靠性和可负担性。与客户合作实现可持续发展目标，对于清洁能源转型通常至关重要。
适应我们新的能源未来
数据中心的激增给电网和更广泛的经济带来了挑战和机遇。随着数据中心需求的增长，公用事业公司和企业应适应新的市场动态，探索创新解决方案以满足能源需求。
通过专注于综合规划、利用技术部门的能力并建立关系，利益相关者可以应对这一不断变化的形势的复杂性。
数据中心对经济增长和电网稳定的贡献潜力，凸显了战略规划和协作在满足新时代负荷增长需求方面的重要性。
作者：Karen Brennan-Holton
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